Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Атлас белков человека
Содержание
ОписаниеProtein Human Atlas портал является общедоступной базой данных с миллионами изображений с высоким разрешением , показывающих пространственное распределением белков в нормальных тканях человека и различных видах рака, а также субклеточная локализация в одиночных камерах.
ОрганизмыЧеловек
Контакт
Исследовательский центрKTH , UU , SciLifeLab , Швеция
Первичное цитированиеУлен М. и др. (Январь 2015 г.). «Протеомика. Тканевая карта протеома человека». Наука . 347 (6220): 1260419. DOI : 10.1126 / science.1260419 . PMID  25613900 . S2CID  802377 .
Доступ
Веб-сайтwww .proteinatlas .org
Скачать URLwww .proteinatlas .org / about / download
Инструменты
ИнтернетРасширенный поиск, массовый поиск / загрузка
Разнообразный
Управление версиямида
Частота выпуска данных12 месяцев
Версия20,1
Политика курированияДа - руководство
Добавляемые в закладки объектыДа - как отдельные записи белков, так и поисковые запросы

Белок Человеческого Атлас (НР) является шведской программой началась в 2003 году с целью сопоставить все белки человеческих в клетках , тканях и органах с использованием интеграции различных omics технологий, в то числе антител основанной визуализации, массы - спектрометрии основанной протеомики , транскриптомика и системная биология . Все данные в ресурсе знаний имеют открытый доступ, что позволяет ученым как в академических кругах, так и в промышленности иметь свободный доступ к данным для исследования протеома человека.. В ноябре 2020 года была выпущена версия 20 вместе с праздничной публикацией о 20-летней истории HPA. Версия 20 представляет дополнительный субатлас, Атлас типов одной клетки, демонстрирующий экспрессию генов, кодирующих белок, в отдельных типах клеток человека, в дополнение к существующим субатласам; Атлас тканей [1], показывающий распределение белков по всем основным тканям и органам в организме человека, Атлас патологии [2], показывающий влияние уровней белка на выживаемость больных раком, Атлас крови [3], показывающий профили экспрессии клеток крови и активно секретируемых белков, Атлас мозга [4], показывающий распределение белков в головном мозге человека, мыши и свиньи, и Атлас клеток [5]показывая субклеточную локализацию белков в отдельных клетках. Версия 20 также включала обновления уже существующих суб-атласов, крупное обновление инструмента «Словарь», одиннадцать образовательных 3D-видео и раздел, посвященный взаимодействию человеческих белков с SARS-CoV-2. Программа Human Protein Atlas уже внесла свой вклад в несколько тысяч публикаций в области биологии человека и болезней и была выбрана организацией ELIXIR в качестве основного европейского ресурса из-за его фундаментальной важности для более широкого сообщества медико-биологических наук. Консорциум HPA финансируется Фондом Кнута и Алисы Валленберг .

Шесть крупных проектов [ править ]

Атлас белков человека состоит из шести податласов:

  • Атлас тканей содержит информацию о профилях экспрессии генов человека как на уровне мРНК, так и на уровне белка. Данные об экспрессии белка получают из профилей белков на основе антител с использованием иммуногистохимии . Всего было проанализировано 76 различных типов клеток, соответствующих 44 типам нормальных тканей человека, и данные представлены в виде аннотации уровней экспрессии белка на основе патологии. Все лежащие в основе изображения нормальных тканей, окрашенных иммуногистохимическим методом, доступны в виде изображений с высоким разрешением в атласе нормальных тканей.
  • Атлас типов одиночных клеток показывает данные секвенирования РНК одиночных клеток (scRNAseq) из 13 различных тканей человека вместе с иммуногистохимически окрашенными срезами тканей, визуализирующими соответствующие пространственные паттерны экспрессии белка. Анализ scRNAseq был основан на общедоступных данных по экспрессии в масштабе всего генома и включает все гены, кодирующие белок, в 192 отдельных кластерах отдельных клеток. Эти кластеры были аннотированы как 51 тип клеток с использованием> 500 хорошо известных маркеров, специфичных для типа клеток. Гены, экспрессируемые в каждом из типов клеток, можно исследовать на интерактивных графиках UMAP и столбчатых диаграммах со ссылками на соответствующие иммуногистохимические окрашивания в тканях человека.
  • Атлас патологии основан на анализе 17 основных типов рака с использованием данных 8000 пациентов. Кроме того, вводится новая концепция отображения данных о выживаемости пациентов, называемая интерактивными точечными графиками выживаемости, и атлас включает более 400 000 таких графиков. Национальный суперкомпьютерный центр был использован для анализа более 2,5 петабайт основных общедоступных данных из Атласа генома рака (TCGA) для создания более 900 000 графиков выживаемости, описывающих влияние уровней РНК и белка на клиническую выживаемость. Атлас патологии также содержит 5 миллионов изображений на основе патологий, созданных консорциумом Human Protein Atlas.
  • Атлас мозга исследует экспрессию белка в головном мозге млекопитающих путем визуализации и интеграции данных от трех видов млекопитающих (человека, свиньи и мыши). Данные транскриптомики в сочетании с локализацией in situ белков на основе аффинности вплоть до деталей отдельных клеток доступны здесь в ориентированном на мозг податласе Атласа белков человека. Данные сосредоточены на генах человека и однозначных ортологах свиней и мышей. Каждому гену предоставляется сводная страница, на которой показаны доступные данные экспрессии (мРНК) для обобщенных областей мозга, а также расположение белка для выбранных мишеней. Изображения окрашивания с высоким разрешением, а также данные экспрессии для отдельных субрегионов доступны для исследования мозга, самого сложного органа.
  • Атлас крови содержит информацию о типах отдельных клеток о профилях экспрессии РНК в масштабе всего генома человеческих генов, кодирующих белки, охватывающих различные B- и T-клетки, моноциты, гранулоциты и дендритные клетки. Анализ транскриптомики отдельных клеток охватывает 18 типов клеток, выделенных с помощью сортировки клеток с последующим анализом РНК-seq. Кроме того, представлен анализ «человеческого секретома», включая аннотацию генов, которые, по прогнозам, будут активно секретироваться в кровь человека, а также аннотацию белков, которые, как предполагается, секретируются в другие части человеческого тела, такие как желудочный тракт и местные отсеки. Также представлен анализ белков, обнаруженных в крови человека, с оценкой соответствующих концентраций белков, определенных с помощью протеомики на основе масс-спектрометрии или иммуноанализа на основе антител.
  • Атлас клеток дает представление о пространственном распределении белков внутри клеток с высоким разрешением. Атлас клеток содержит профили экспрессии мРНК для разнообразной панели линий клеток человеческого происхождения (n = 69), представляющих различные типы клеток, тканей и органов в организме человека. Кроме того, Cell Atlas содержит многоцветную иммунофлуоресценцию высокого разрешения.изображения клеток, которые подробно описывают структуру субклеточного распределения белков, кодируемых 12813 генами (65% генов, кодирующих белок человека). По умолчанию U-2 OS и 2 другие клеточные линии, выбранные на основе экспрессии гена, зондируются каждым антителом. Клетки окрашивают стандартизованным способом, при котором интересующее антитело визуализируется зеленым, микротрубочки - красным, эндоплазматический ретикулум - желтым, а ядро ​​- синим. Изображения вручную аннотированы с точки зрения пространственного распределения для 35 различных субклеточных структур, представляющих 14 основных органелл. Аннотированные местоположения для каждого белка классифицируются как основные и дополнительные, и им присваивается оценка надежности.

Дополнительные возможности [ править ]

В дополнение к шести суб-атласам HPA, изучающим экспрессию генов и белков, на веб-сайте HPA доступны различные функции, помогающие исследовательскому сообществу, включая интегрированные внешние ресурсы, такие как Metabolic Atlas, образовательные материалы и бесплатно загружаемые данные.

  • Метаболический атлас [6] [7] - это внешний атлас, который частично интегрирован в часть тканевого атласа HPA, что позволяет визуально исследовать функцию белков и тканеспецифическую экспрессию генов в контексте метаболической сети человека. Для белков, участвующих в метаболизме, предоставляется сводка метаболизма, которая описывает метаболические подсистемы / пути, клеточные компартменты и количество реакций, связанных с белком. Более 120 составленных вручную карт метаболических путей упрощают визуализацию участия каждого белка в различных метаболических процессах. Каждая карта пути сопровождается тепловой картой, детализирующей уровни мРНК в 37 различных типах тканей для всех белков, участвующих в метаболическом пути.
  • Раздел «Обучение» HPA включает образовательные ресурсы, в том числе информацию о приложениях и методах на основе антител, гистологический словарь и обучающие 3D-видео. Словарь представляет собой интерактивный инструмент для бесплатного полноэкранного исследования полных изображений слайдов нормальных человеческих органов и тканей, раковых тканей и клеточных структур с подробными аннотациями всех основных структурных элементов. HPA выпустила обучающие видеоролики, изображающие исследование человеческого тела в 3D с использованием профилирования тканей на основе антител и световой микроскопии. Фильмы доступны на сайте HPA, а также на канале YouTube.
  • Наборы данных, используемые в HPA, предоставляются бесплатно, чтобы стимулировать дальнейшие исследования в исследовательском сообществе. Доступ к обширным наборам данных предоставляется через страницу загружаемых данных HPA, на которой доступны 28 различных загружаемых файлов, содержащих данные по всему геному, полученные с помощью различных анализов.

История [ править ]

Программа Human Protein Atlas была запущена в 2003 году и финансировалась некоммерческой организацией Knut and Alice Wallenberg Foundation (KAW). Главный объект проекта - Королевский технологический институт (KTH), Школа инженерных наук в области химии, биотехнологии и здравоохранения (Стокгольм, Швеция). Кроме того, в проекте участвуют исследовательские группы из Уппсальского университета, Каролинского института, Технологического университета Чалмерса и Лундского университета, а также несколько нынешних и прошлых международных совместных проектов, инициированных исследовательскими группами в Европе, США, Южной Корее, Китае и Индии. Профессор Матиас Улен - директор программы.

Исследования, положившие начало изучению всего протеома человека в программе Human Protein Atlas, проводились в конце 1990-х - начале 2000-х годов. Пилотное исследование с использованием стратегии аффинной протеомики с использованием аффинно-очищенных антител, полученных против рекомбинантных фрагментов человеческого белка, было проведено для определения профиля белка хромосомы 21 по всей хромосоме. [8] Также были выполнены другие проекты для создания процессов параллельной и автоматической аффинности очистка моноспецифических антител и их валидация. [9] [10]

Исследование [ править ]

Антитела и антигены, полученные в рабочем процессе Human Protein Atlas, используются в исследовательских проектах для изучения потенциальных биомаркеров различных заболеваний, таких как рак груди, рак простаты, рак толстой кишки, диабет, аутоиммунные заболевания, рак яичников и почечная недостаточность. [11] [12] [13] [14] [15] [16]

Исследователи, участвующие в проектах Human Protein Atlas, обмениваются протоколами и деталями методов в группе открытого доступа на protocol.io. [17] Большие усилия прилагаются к валидации реагентов антител, используемых для профилирования тканей и клеток, и HPA внедрило строгие критерии валидации антител, как это было предложено Международной рабочей группой по валидации антител (IWGAV). [18] [19] [20]

Сотрудничество [ править ]

Программа Human Protein Atlas участвовала в 9 исследовательских проектах ЕС ENGAGE , PROSPECTS , BIO_NMD , AFFINOMICS , CAGEKID , EURATRANS , ITFoM , DIRECT и PRIMES.

См. Также [ править ]

  • Атлас выражений
  • Атлас генома рака

Ссылки [ править ]

  1. ^ Uhlén M , Fagerberg L, Hallström BM, Lindskog C, Oksvold P, Mardinoglu A и др. (Январь 2015 г.). «Протеомика. Тканевая карта протеома человека». Наука . 347 (6220): 1260419. DOI : 10.1126 / science.1260419 . PMID 25613900 . S2CID 802377 .  
  2. ^ Uhlen M, Zhang C, Lee S, Sjöstedt E, Fagerberg L, Bidkhori G и др. (Август 2017 г.). «Атлас патологии транскриптома рака человека» . Наука . 357 (6352): eaan2507. DOI : 10.1126 / science.aan2507 . PMID 28818916 . 
  3. ^ Улен, М; Карлссон, MJ; Чжун, Вт; Тебани, А; Поу, С; Майкс, Дж; Лакшмикантх, Т; Форсстрём, В; Эдфорс, Ф; Одеберг, Дж; Мардиноглу, А; Чжан, К; фон Фейлитцен, К; Малдер, Дж; Sjöstedt, E; Хобер, А; Оксволд, П; Zwahlen, M; Ponten, F; Линдског, К; Сивертссон, Å; Fagerberg, L; Бродин, П (20 декабря 2019 г.). «Полногеномный транскриптомный анализ генов, кодирующих белок в клетках крови человека». Наука . 366 (6472): eaax9198. DOI : 10.1126 / science.aax9198 . PMID 31857451 . S2CID 209424418 .  
  4. ^ Sjöstedt, E; Чжун, Вт; Fagerberg, L; Карлссон, М; Мициос, N; Адори, К; Оксволд, П; Эдфорс, Ф; Limiszewska, A; Hikmet, F; Хуанг, Дж; Du, Y; Lin, L; Донг, Z; Ян, Л; Лю, X; Цзян, H; Сюй, Х; Ван, Дж; Ян, H; Болунд, L; Мардиноглу, А; Чжан, К; фон Фейлитцен, К; Линдског, К; Pontén, F; Луо, Y; Hökfelt, T; Улен, М; Малдер, Дж. (6 марта 2020 г.). «Атлас генов, кодирующих белок в мозге человека, свиньи и мыши». Наука . 367 (6482): eaay5947. DOI : 10.1126 / science.aay5947 . PMID 32139519 . S2CID 212560645 .  
  5. ^ Тул PJ, Окессон л, Wiking М, Mahdessian Д, Geladaki А, айт Blal Н, и др. (Май 2017 г.). «Субклеточная карта протеома человека». Наука . 356 (6340): eaal3321. DOI : 10.1126 / science.aal3321 . PMID 28495876 . S2CID 10744558 .  
  6. ^ "Метаболический атлас" . Проверено 31 января 2021 .
  7. ^ Робинсон, JL; Kocabaş, P; Wang, H; Чолли, ЧП; Повар, D; Нильссон, А; Антон, М; Ferreira, R; Домензайн, I; Билла, В; Лимета, А; Хедин, А; Gustafsson, J; Керховен, EJ; Свенссон, LT; Палссон, Б.О .; Мардиноглу, А; Hansson, L; Улен, М; Нильсен, Дж. (24 марта 2020 г.). «Атлас метаболизма человека» . Научная сигнализация . 13 (624): eaaz1482. DOI : 10.1126 / scisignal.aaz1482 . PMC 7331181 . PMID 32209698 .  
  8. ^ Agaton С, Галли Дж, Höidén Guthenberg I, Janzon л, Hansson М, Асплунда А, Brundell Е, Линдберга S, Ruthberg I, Вестер К, Вюрца Д, Хоог С, Lundeberg Дж, Ståhl S, Понтен Ж, Uhlén М ( Июн 2003 г.). «Аффинная протеомика для систематического профилирования белков генных продуктов хромосомы 21 в тканях человека» . Молекулярная и клеточная протеомика . 2 (6): 405–14. DOI : 10.1074 / mcp.M300022-MCP200 . PMID 12796447 . 
  9. ↑ Falk R, Agaton C, Kiesler E, Jin S, Wieslander L, Visa N, Hober S, Ståhl S (декабрь 2003 г.). «Улучшенная концепция двойной экспрессии, генерирующая высококачественные антитела для протеомных исследований». Биотехнология и прикладная биохимия . 38 (Pt 3): 231–9. DOI : 10,1042 / BA20030091 . PMID 12875650 . S2CID 43820440 .  
  10. ^ Uhlén M, Björling E, Agaton C, Szigyarto CA, Amini B, Andersen E, et al. (Декабрь 2005 г.). «Атлас человеческого белка для нормальных и раковых тканей на основе протеомики антител» . Молекулярная и клеточная протеомика . 4 (12): 1920–32. DOI : 10.1074 / mcp.M500279-MCP200 . PMID 16127175 . 
  11. ^ Йонссон л, Габер А, Ulmert Д, Uhlén М, Bjartell А, Jirström К (2011). «Высокая экспрессия RBM3 при раке простаты независимо предсказывает снижение риска биохимического рецидива и прогрессирования заболевания» . Диагностическая патология . 6 : 91. DOI : 10,1186 / 1746-1596-6-91 . PMC 3195697 . PMID 21955582 .  
  12. ^ Ларссон А., Фридберг М., Габер А., Нодин Б., Левин П., Йёнссон Г., Улен М., Биргиссон Н., Йирстрем К. (2012). «Валидация подокаликсиноподобного белка как биомаркера плохого прогноза при колоректальном раке» . BMC Рак . 12 : 282. DOI : 10.1186 / 1471-2407-12-282 . PMC 3492217 . PMID 22769594 .  
  13. ^ Lindskog С, Асплунда А, Engkvist М, Uhlen М, Korsgren О, Понтен Р (июнь 2010). «Протеомика на основе антител для открытия и исследования белков, экспрессируемых в островках поджелудочной железы». Открытие медицины . 9 (49): 565–78. PMID 20587347 . 
  14. ^ Нейман M, Хедберг JJ, Dönnes PR, Шуппе-Койстинен I, Hanschke S, Schindler R, Uhlén M, Schwenk JM, Nilsson P (ноябрь 2011). «Плазменный анализ показывает человеческий фибулин-1 как кандидат в маркер почечной недостаточности». Журнал протеомных исследований . 10 (11): 4925–34. DOI : 10.1021 / pr200286c . PMID 21888404 . 
  15. ^ Nodin В, Фридберг М, Йонссон л, Бергман Дж, Uhlén М, Jirström К (2012). «Высокая экспрессия MCM3 является независимым биомаркером плохого прогноза и коррелирует со сниженной экспрессией RBM3 в предполагаемой когорте злокачественной меланомы» . Диагностическая патология . 7 : 82. DOI : 10,1186 / 1746-1596-7-82 . PMC 3433373 . PMID 22805320 .  
  16. ^ Schwenk JM, Игель U, Нейман М, Лангена Н, Беккер С, Bjartell А, Понтен Ж, Wiklund Ж, Грёнберг Н, Р Nilsson, Uhlen М (ноябрь 2010 г.). «На пути к профилированию плазмы следующего поколения с помощью извлечения эпитопов, индуцированных нагреванием, и анализов на основе массивов» . Молекулярная и клеточная протеомика . 9 (11): 2497–507. DOI : 10.1074 / mcp.M110.001560 . PMC 2984230 . PMID 20682762 .  
  17. ^ "Human Protein Atlas - исследовательская группа по протоколам .io" . протоколы.io . Проверено 12 декабря 2019 .
  18. ^ Улен, М; Бандровски, А; Карр, S; Эдвардс, А; Элленберг, Дж; Lundberg, E; Римм, DL; Родригес, Н; Хильтке, Т; Снайдер, М; Ямамото, Т. (октябрь 2016 г.). «Предложение по валидации антител». Методы природы . 13 (10): 823–7. DOI : 10.1038 / nmeth.3995 . PMID 27595404 . S2CID 34259132 .  
  19. ^ Эдфорс, F; Хобер, А; Linderbäck, K; Маддало, G; Азими, А; Сивертссон, Å; Тегель, H; Хобер, S; Сигьярто, Калифорния; Fagerberg, L; фон Фейлитцен, К; Оксволд, П; Линдског, К; Форсстрём, В; Улен, М. (8 октября 2018 г.). «Расширенная проверка антител для исследовательских приложений» . Nature Communications . 9 (1): 4130. Bibcode : 2018NatCo ... 9.4130E . DOI : 10.1038 / s41467-018-06642-у . PMC 6175901 . PMID 30297845 .  
  20. ^ Сивертссон, Å; Lindström, E; Оксволд, П; Катона, Б; Hikmet, F; Вуу, Дж; Густавссон, Дж; Sjöstedt, E; фон Фейлитцен, К; Кампф, К; Schwenk, JM; Улен, М; Линдског, Ц. (10 ноября 2020 г.). «Расширенная проверка антител позволяет обнаруживать отсутствующие белки» . Журнал протеомных исследований . 19 (12): 4766–4781. DOI : 10.1021 / acs.jproteome.0c00486 . PMC 7723238 . PMID 33170010 .